PROGRAMAÇÃO ESTRUTURADA. CC 2º Período

Transcrição

1 PROGRAMAÇÃO ESTRUTURADA CC 2º Período

2 PROGRAMAÇÃO ESTRUTURADA Aula 06: Ponteiros Declarando e utilizando ponteiros Ponteiros e vetores Inicializando ponteiros Ponteiros para Ponteiros Cuidados a serem tomados ao se usar ponteiros

3 PONTEIROS

4 PONTEIROS Os ints guardam inteiro. Os floats guardam números de ponto flutuante. Os chars guardam caracteres. Ponteiros guardam endereços de memória.

5 PONTEIROS Quando você anota o endereço de um colega em um pedaço de papel está criando um ponteiro. O ponteiro é este pedaço de papel. Ele tem anotado um endereço.

6 PONTEIROS Qual o sentido disso? Quando você anota o endereço de um colega em um papel, depois você vai usar este endereço para achá-lo.

7 PONTEIROS Na linguagem C funciona assim: Você anota o endereço de algo numa variável ponteiro para depois usar.

8 PONTEIROS Da mesma maneira, uma agenda, onde são guardados endereços de vários amigos, poderia ser vista como sendo uma matriz de ponteiros na linguagem C.

9 PONTEIROS Na linguagem C, quando declaramos ponteiros nós informamos ao compilador para que tipo de variável vamos apontá-lo. Um ponteiro int aponta para um inteiro, isto é, guarda o endereço de um inteiro.

10 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS

11 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Para declarar um ponteiro, temos a seguinte forma geral: tipo_do_ponteiro *nome_da_variavel;

12 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS tipo_do_ponteiro *nome_da_variavel; É o asterisco (*) que faz o compilador saber que aquela variável não vai guardar um valor mas sim um endereço para aquele tipo especificado.

13 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS tipo_do_ponteiro *nome_da_variavel; É o asterisco (*) que faz o compilador saber que aquela variável não vai guardar um valor mas sim um endereço para aquele tipo especificado. int *pontos; char *nome1, *nome2;

14 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS int *pontos; char *nome1, *nome2; O primeiro exemplo declara um ponteiro para um inteiro. O segundo declara dois ponteiros para caracteres. Eles ainda não foram incivilizados, como toda variável da linguagem C que é apenas declarada.

15 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS int *pontos; char *nome1, *nome2; Isso significa que eles apontam para um lugar indefinido. Este lugar pode estar, por exemplo, na porção da memória reservada ao sistema operacional do computador. Usar o ponteiro nestas circunstâncias pode levar ao travamento do computador, ou algo pior.

16 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS O ponteiro DEVE ser inicializado (apontado para algum lugar conhecido) antes de ser usado.

17 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Para atribuir um valor a um ponteiro recém criado poderíamos igualá-lo a um valor de memória. Mas como saber a posição na memória de uma variável do nosso programa?

18 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Seria muito difícil saber o endereço de cada variável que usamos, mesmo porque estes endereços são determinados pelo compilador na hora da compilação e realocados na execução.

19 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Podemos então deixar que o compilador faça este trabalho por nós. Para saber o endereço de uma variável basta usar o operador &.

20 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Podemos então deixar que o compilador faça este trabalho por nós. Para saber o endereço de uma variável basta usar o operador &. int contador = 10; int *pontos; pontos = &contador;

21 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS int contador = 10; int *pontos; pontos = &contador; Criamos um inteiro contador com o valor 10 e um apontador para um inteiro pontos. A expressão &contador nos dá o endereço de contador, o qual armazenamos em pontos.

22 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS int contador = 10; int *pontos; pontos = &contador; Como colocamos um endereço em pontos, ele está agora liberado" para ser usado. Podemos, por exemplo, alterar o valor de contador usando pontos.

23 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS int contador = 10; int *pontos; pontos = &contador; Para isso, devemos utilizar o operador inverso" do operador &. No caso, o operador *.

24 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS int contador = 10; int *pontos; pontos = &contador; N o e x e m p l o a c i m a, u m a v e z q u e f i z e m o s pontos=&contador a expressão *pontos é equivalente ao próprio contador. Isto significa que, se quisermos mudar o valor de contador para 12, basta fazer *pontos=12;

25 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS É importante observar que apesar do símbolo ser o mesmo, o operador * (multiplicação) não é o mesmo operador que o * (referência de ponteiros). Para começar o primeiro é binário, e o segundo é unário pré-fixado.

26 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Crie o programa44.c

27 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Crie o programa44.c

28 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Crie o programa44.c

29 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Crie o programa44.c

30 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Crie o programa44.c Veja que o código %p fez com que a linguagem C imprimisse o endereço de memória.

31 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Crie o programa45.c

32 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Crie o programa45.c

33 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Crie o programa45.c

34 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Crie o programa45.c

35 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Podemos fazer algumas operações aritméticas com ponteiros. A primeira, e mais simples, é igualar dois ponteiros. Se temos dois ponteiros p1 e p2 podemos igualálos fazendo p1=p2.

36 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS p1=p2 Neste caso, estamos fazendo com que p1 aponte para o mesmo lugar que p2.

37 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Se quisermos que a variável apontada por p1 tenha o mesmo conteúdo da variável apontada por p2 devemos fazer *p1 = *p2;

38 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Basicamente, depois que se aprende a usar os dois operadores (& e *) fica fácil entender operações com ponteiros.

39 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS As próximas operações, também muito usadas, são o incremento e o decremento. Quando incrementamos um ponteiro ele passa a apontar para o próximo valor do mesmo tipo para o qual o ponteiro aponta.

40 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Isto é, se temos um ponteiro para um inteiro e o incrementamos ele passa a apontar para o próximo inteiro. Esta é mais uma razão pela qual o compilador precisa saber o tipo de um ponteiro: Se você incrementa um ponteiro char* ele anda 1 byte na memória e se você incrementa um ponteiro double* ele anda 8 bytes na memória.

41 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS O decremento funciona semelhante. Suponho que *p é um ponteiro, as operações são escritas como: p++; p--;

42 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS O decremento funciona semelhante. Suponho que *p é um ponteiro, as operações são escritas como: p++; p--; Devemos lembrar que estamos fazendo operações com ponteiros (memória) e não operações com o conteúdo das variáveis para as quais eles apontam.

43 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Por exemplo, para incrementar o conteúdo da variável apontada pelo ponteiro p, faz-se: (*p)++;

44 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Outras operações aritméticas úteis são a soma e subtração de inteiros com ponteiros. Vamos supor que queremos incrementar um ponteiro em 15. p = p + 15; ou p+=15; *memória

45 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS A subtração funciona da mesma maneira.

46 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS As vezes também é útil a comparação entre dois ponteiros. Mas que informação recebemos quando comparamos dois ponteiros?

47 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Podemos saber se dois ponteiros são iguais ou diferentes (== e!=). No caso de operações do tipo >, <, >= e <= estamos comparando qual ponteiro aponta para uma posição mais alta na memória. Então uma comparação entre ponteiros pode nos dizer qual dos dois está mais adiante na memória.

48 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS A comparação entre dois ponteiros se escreve como a comparação entre outras duas variáveis quaisquer. p1 > p2;

49 DECLARANDO E UTILIZANDO PONTEIROS Há entretanto operações que não podemos efetuar num ponteiro. Não podemos dividir, multiplicar, adicionar dois ponteiros, adicionar ou subtrair floats ou doubles de ponteiros.

50 PONTEIROS E VETORES

51 PONTEIROS E VETORES Ponteiros e vetores têm uma ligação muito forte.

52 PONTEIROS E VETORES Quando declaramos uma matriz da seguinte forma: tipo_da_variável nome_da_variável[tam1][tam2] [tamn];

53 PONTEIROS E VETORES O compilador C calcula o tamanho, em bytes, necessário para armazenar esta matriz. Este tamanho é: tam1 * tam2 * tamn * tamanho_do_tipo O compilador então aloca este número de bytes em um espaço livre de memória. O nome da variável que declaramos é na verdade um ponteiro para o tipo da variável da matriz.

54 PONTEIROS E VETORES Este conceito é fundamental, pois tendo alocado na memória o espaço para a matriz, ele toma o nome da variável, que é um ponteiro, e aponta para o primeiro elemento da matriz.

55 PONTEIROS E VETORES Mas então como é que podemos usar a seguinte notação? nome_da_variável[índice];

56 PONTEIROS E VETORES Mas então como é que podemos usar a seguinte notação? nome_da_variável[índice]; Podemos utilizar a notação acima pois é o mesmo que isso: *(nome_da_variavel+índice)

57 PONTEIROS E VETORES Com isso podemos entender como é que funciona um vetor. Fica claro, por exemplo, porque é que, na linguagem C, a indexação começa com zero. É porque, ao pegarmos o valor do primeiro elemento de um vetor, queremos, de fato, *nome_da_variável e então devemos ter um índice igual a zero. *nome_da_variável equivale a nome_da_variável[0]

58 PONTEIROS E VETORES Crie o programa46.c

59 PONTEIROS E VETORES Crie o programa46.c

60 PONTEIROS E VETORES Crie o programa46.c

61 PONTEIROS E VETORES Crie o programa46.c

62 PONTEIROS E VETORES Apesar de na maioria dos casos não fazer muito sentido, poderíamos ter índices negativos. Estaríamos pegando posições de memória antes do vetor. Isso explica porque a linguagem C não verifica a validade dos índices. Ela não sabe o tamanho do vetor. Ela apenas aloca a memória, ajusta o ponteiro do nome do vetor para o início do mesmo, e, quando usamos os índices, encontra os elementos requisitados.

63 PONTEIROS E VETORES Há uma diferença entre nome de um vetor e um ponteiro que deve ser frisada: Um ponteiro é uma variável, mas o nome de um vetor não é uma variável. Isso significa, que não se consegue alterar o endereço que é apontado pelo nome do vetor. Por exemplo: int vetor[10]; int *ponteiro, i; ponteiro = &i;

64 PONTEIROS E VETORES Isso significa, que não se consegue alterar o endereço que é apontado pelo nome do vetor. Por exemplo: int vetor[10]; int *ponteiro, i; ponteiro = &i; /* Operações inválidas */ vetor = vetor + 2; //vetor não é variável vetor++; //vetor não é variável vetor = ponteiro; //vetor não é variável

65 PONTEIROS E VETORES /* Operações inválidas */ vetor = vetor + 2; //vetor não é variável vetor++; //vetor não é variável vetor = ponteiro; //vetor não é variável /* Operações válidas */ ponteiro = vetor; //ponteiro é variável ponteiro = vetor +2; //ponteiro é variável

66 PONTEIROS E VETORES Sabemos agora que, na verdade, o nome de um vetor é um ponteiro constante. Sabemos também que podemos indexar o nome de um vetor. Como consequência podemos também indexar um ponteiro qualquer.

67 PONTEIROS E VETORES Crie o programa47.c

68 PONTEIROS E VETORES Crie o programa47.c

69 PONTEIROS E VETORES Crie o programa47.c

70 PONTEIROS E VETORES Crie o programa47.c Podemos ver que p[2] equivale a *(p+2)

71 PONTEIROS E VETORES - Strings Seguindo o raciocínio, nomes de strings, são do tipo char*. Isto nos permite escrever a nossa própria função strcpy() que funcionará de forma semelhante a função strcpy() da biblioteca string.h

72 PONTEIROS E VETORES Crie o programa48.c

73 PONTEIROS E VETORES

74 PONTEIROS E VETORES

75 PONTEIROS E VETORES Vimos no exercício anterior que podemos passar ponteiros como argumento de funções. É assim que as funções gets() e strcpy() funcionam.

76 PONTEIROS E VETORES - Vetores de ponteiros Podemos construir vetores de ponteiros como declaramos vetores de qualquer outro tipo. Uma declaração válida poderia ser: int *pmatrix[10]; No exemplo acima, pmatrix é um vetor que armazena 10 ponteiros do tipo inteiro.

77 INICIALIZANDO PONTEIROS

78 INICIALIZANDO PONTEIROS Podemos inicializar um ponteiro conforme abaixo: char *string = String constante ; Devemos ter cuidado ao usar este ponteiro. Se o alterarmos vamos perder a string. Se usarmos para alterar a string podemos corromper o banco de strings que o compilador criou.

79 PONTEIROS PARA PONTEIROS

80 PONTEIROS PARA PONTEIROS Um ponteiro para um ponteiro é como se você anotasse o endereço de um papel que tem o endereço da casa do seu amigo. Podemos declarar um ponteiro para um ponteiro com a seguinte notação: tipo_da_variável **nome_da_variável;

81 PONTEIROS PARA PONTEIROS Na linguagem C podemos declarar ponteiros para ponteiros de ponteiros para ponteiros

82 PONTEIROS PARA PONTEIROS Crie o programa49.c

83 PONTEIROS PARA PONTEIROS Crie o programa49.c

84 PONTEIROS PARA PONTEIROS Crie o programa49.c

85 CUIDADOS A SEREM TOMADOS AO SE USAR PONTEIROS

86 CUIDADOS A SEREM TOMADOS AO SE USAR PONTEIROS O principal cuidado ao se usar um ponteiro deve ser: Saiba sempre para onde o ponteiro está apontando. Isto inclui: Nunca use um ponteiro que não foi inicializado.

87 CUIDADOS A SEREM TOMADOS AO SE USAR PONTEIROS Exemplo de como NÃO usar um ponteiro:

88 CUIDADOS A SEREM TOMADOS AO SE USAR PONTEIROS Exemplo de como NÃO usar um ponteiro: O programa acima compilará e rodará. Mas o que acontecerá? Ninguém sabe.

89 CUIDADOS A SEREM TOMADOS AO SE USAR PONTEIROS Exemplo de como NÃO usar um ponteiro: O ponteiro p pode estar apontando para qualquer lugar. Você estará gravando o número 13 em um lugar desconhecido.

90 CUIDADOS A SEREM TOMADOS AO SE USAR PONTEIROS Exemplo de como NÃO usar um ponteiro: Com um número apenas não haverá nenhum problema. Com vários, coisas ruins podem acontecer.

91 PROGRAMAÇÃO ESTRUTURADA Dúvidas? Prof. Diemesleno Souza Carvalho

92 CUIDADOS A SEREM TOMADOS AO SE USAR PONTEIROS Exercício: